DE19523742A1

DE19523742A1 - Ausrichtverfahren für optische Fasern, Halteanordnung hierfür sowie Verbindung und Array mit ausgerichteten optischen Fasern

Info

Publication number: DE19523742A1
Application number: DE19523742A
Authority: DE
Inventors: Toshiya Yuhara; Hisao Iitsuka; Hiroshi Kajioka; Mamoru Ichimura; Tomohiro Murakami
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1994-07-01
Filing date: 1995-06-29
Publication date: 1996-01-04
Also published as: US5677973A; CA2153030A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrichten opti scher Fasern sowie ein optisches Faserarray, wie bei einer Verbindung zwischen einer optischen Faser und einer anderen oder einer Verbindung zwischen einer optischen Faser und einem optischen Element verwendet. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Halteanordnung zum Ausrichten optischer Fa sern. Sie ist z. B. bei optischen Fasergyroskopen, optischen Modulatoren und optischen Schaltern anwendbar.

Als Beispiel für eine Verwendung zwischen einem optischen Wellenleiter und einer optischen Faser mit axial asymmetri scher Brechungsindexverteilung existiert ein optisches Fa serarray unter Verwendung von die Polarisation aufrechter haltenden Fasern. Das Verfahren zum Ausrichten des Rota tionswinkels einer die Polarisation aufrechterhaltenden optischen Faser, d. h. das Verfahren zum Ausrichten der Doppelbrechungs-Hauptachse ist das, daß der Winkel einer optischen Faser zu einem Optikfaser-Halteteil unter Verwen dung des Winkels linear polarisierten Lichts an der Aus trittsöffnung der optischen Faser ausgerichtet wird, wobei sich das linear polarisierte Licht so ausbreitet, daß die Schwingungsrichtung seines elektrischen Felds in der opti schen Faser parallel zur Doppelbrechungs-Hauptachse steht.

Zum Beispiel wird das von einem Halbleiterlaser 31 abge strahlte Licht unter Verwendung einer ersten Linse 32 in nahezu paralleles Licht umgeformt, wie in Fig. 18 darge stellt, und unter Verwendung eines Polarisators 33 in linear polarisiertes Licht umgeformt, und dann wird es unter Ver wendung einer zweiten Linse 34 auf ein Ende einer die Pola risation aufrechterhaltenden optischen Faser 36 gebündelt, die von einem Halter 35 gehalten wird, der ungefähr um die Mittelachse des Kerns drehbar ist, wobei die Ausbreitung innerhalb der optischen Faser entlang der Mittelachse erfol gen soll. Andererseits ist das andere Ende der das sich aus breitende Licht führenden optischen Faser in einer (nicht dargestellten) V-förmigen Nut angebracht, um die vorab in einem Optikfaser-Halteteil 37 angeordnete optische Faser mittels eines um nahezu die Mittelachse des Kerns drehbaren Halters 35 und ein Verschlußteil 38 einzubetten, das auf dem Optikfaser-Halteteil 37 angeordnet ist.

Da eine die Polarisation aufrechterhaltende optische Faser über zwei sich rechtwinklig schneidende Doppelbrechungs- Hauptachsen verfügt, kann nicht bestimmt werden, welche Hauptachse der Schwingungsrichtung des linear polarisierten Lichts, das sich innerhalb der optischen Faser ausbreitet, parallel liegt, solange nicht der ungefähre Winkel der Dop pelbrechungs-Hauptachse bekannt ist.

Aus diesem Grund besteht dann, wenn die Ausrichtung der Dop pelbrechungs-Hauptachse nur unter Verwendung der Schwin gungsrichtung des elektrischen Felds des von der optischen Faser abgestrahlten linear polarisierten Lichts ausgeführt wird, die Möglichkeit, einen Winkel auszuwählen, der vom ge wünschten Winkel um 90° abweicht. Daher ist eine Ausrichtung unter Verwendung des Winkels linear polarisierten Lichts er forderlich, um die Doppelbrechungs-Hauptachse nahezu in der gewünschten Richtung auszurichten und das Ausmaß der Verdre hung der Austrittsöffnung der optischen Faser innerhalb des Fehlerbereichs dieser Ausrichtung zu begrenzen.

Wenn eine optische Faser 42 mit elliptischem Kern als die Polarisation aufrechterhaltende optische Faser 36 verwendet wird, werden die Hauptachse 44 und die Nebenachse 45 des elliptischen Kerns 43 die Doppelbrechungs-Hauptachsen, wie in Fig. 19 dargestellt. Daher kann die Doppelbrechungs- Hauptachse dadurch nahezu in die gewünschte Richtung einge stellt werden, daß die Ausgangsöffnung der an einem Halte teil angebrachten optischen Faser verdreht wird, während das Nahfeldmuster des Austrittslichts aus der optischen Faser unter Verwendung einer (nicht dargestellten) CCD-Kamera be obachtet wird oder das Fernfeldmuster des auf einen (nicht dargestellten) Schirm projizierten Austrittslichts beobach tet wird. Wenn eine die Polarisation aufrechterhaltende op tische Faser 46 mit elliptischer Umkleidung als die Polari sation aufrechterhaltende optische Faser 36 verwendet wird, werden die Hauptachse 48 und die Nebenachse 49 der ellipti schen Umkleidung 47 die Doppelbrechungs-Hauptachsen, wie in

Fig. 20 dargestellt. Daher kann die Doppelbrechungs-Haupt achse dadurch nahezu auf die gewünschte Richtung eingestellt werden, daß die Austrittsöffnung der an einem Halteteil angebrachten optischen Faser unter Verwendung einer wäßrigen Lösung von Fluorwasserstoff geätzt wird, um eine Stufe zwischen dem Umkleidungsbereich und den anderen Bereichen auszubilden, so daß die Form des Umkleidungsbereichs beob achtbar ist, und die Austrittsöffnung der optischen Faser verdreht wird, während das vergrößerte Bild der optischen Faser unter Verwendung einer CCD-Kamera beobachtet wird.

Danach wird das Austrittslicht mittels einer dritten Linse 39 und eines Analysators 40 von einem Photoempfänger 41 erfaßt, und die Drehposition der Eintrittsöffnung, die das Polarisationsübersprechen minimal macht, wird dadurch erhal ten, daß die Eintrittsöffnung der optischen Faser und der Analysator 40 verdreht werden, während das Ausgangssignal des Photoempfängers 41 überwacht wird. Wenn eine der Doppel brechungs-Hauptachsen der optischen Faser an der Eintritts öffnung mit der Schwingungsrichtung des elektrischen Felds übereinstimmt, wird die Schwingungsrichtung des elektrischen Felds des Austrittslichts aus der optischen Faser linear polarisiertes Licht, parallel zu einer der zwei Doppelbre chungs-Hauptachsen. Dann wird die Richtung des Analysators 40 auf die gewünschte Richtung der Doppelbrechungs- Hauptachse eingestellt, und diese Doppelbrechungs-Hauptachse wird in diejenige Drehrichtung ausgerichtet, bei der das Ausgangssignal des Photoempfängers 41 maximal oder minimal wird, was durch Verdrehen der Austrittsöffnung der optischen Faser innerhalb des Fehlerbereichs der Ausrichtung unter Verwendung des Nahfeldmusters oder des Fernfeldmusters, im Fall einer optischen Faser mit elliptischem Kern, oder in nerhalb des Fehlerbereichs der Ausrichtung unter Verwendung des vergrößerten Bilds der Öffnung im Fall einer die Polari sation aufrechterhaltenden optischen Faser mit elliptischer Umkleidung, z. B. innerhalb 110%, erfolgt.

Beim vorstehend genannten herkömmlichen Ausrichtverfahren für die Doppelbrechungs-Hauptachse einer die Polarisation aufrechterhaltenden Faser 36 in eine gewünschte Richtung ist es erforderlich, verschiedene andere Arten von Verarbeitun gen außer einer Verdrehung der am Halteteil 37 angebrachten optischen Faser 36 um die Mittelachse des Kerns als ungefäh re Drehachse auszuführen.

Es ist erforderlich, an den beiden Enden der optischen Faser ebene Endflächen für die Eintritts- und Austrittskopplung von Licht herzustellen. Beim Ausrichtvorgang ist es erfor derlich, das durch die erste Linse 32, den Polarisator 33 und die zweite Linse 34 gelaufene Licht in die optische Fa ser 36 einzukoppeln. Für die Ausrichtung der optischen Rich tung der Eintrittsöffnung der optischen Faser 36 ist es er forderlich, die Lichtausbreitung innerhalb der optischen Fa ser 36 in linear polarisiertes Licht zu ändern, dessen Schwingungsrichtung des elektrischen Felds parallel zur Dop pelbrechungs-Hauptachse steht. Das bedeutet, daß es zum Aus führen des Ausrichtvorgangs für den Winkel der Doppelbre chungs-Hauptachse an der Austrittsöffnung der im Halteteil 37 angebrachten, die Polarisation aufrechterhaltenden opti schen Faser erforderlich ist, eine Ausrichtung des Winkels der Doppelbrechungs-Hauptachse der Eintrittsöffnung auszu führen.

Andererseits ist es zum Vorabausrichten der Doppelbrechungs- Hauptachse in die gewünschte Richtung erforderlich, das Nah feldmuster des Austrittslichts aus der optischen Faser 36 zu beobachten, wenn eine optische Faser 42 mit elliptischem Kern als die Polarisation aufrechterhaltende optische Faser 36 verwendet wird oder das vergrößerte Bild der Oberfläche der Austrittsöffnung der optischen Faser zu beobachten, wenn eine die Polarisation aufrechterhaltende optische Faser 46 mit elliptischer Umkleidung verwendet wird.

Im Ergebnis ist es jedesmal dann, wenn ein optisches Faser array unter Verwendung einer die Polarisation aufrechterhal tenden optischen Faser hergestellt wird, erforderlich, die CCD-Kamera oder den Schirm, die dritte Linse 39, den Analy sator 40 und den Photoempfänger 41 zu verstellen und neu anzuordnen. Zusätzlich hierzu ist es im Fall der Verwendung einer die Polarisation aufrechterhaltenden optischen Faser 46 mit elliptischer Umkleidung auch erforderlich, die End fläche unter Verwendung einer wäßrigen Lösung von Fluorwas serstoff zu ätzen.

Da die Ausrichtung der Doppelbrechungs-Hauptachse einer die Polarisation aufrechterhaltenden optischen Faser in einer gewünschten Richtung verschiedene Arbeitsmaßnahmen erfor dert, wie vorstehend beschrieben, und auch viel Zeit erfor dert, ist es schwierig, die Mannstunden oder die Zeit zu verringern, wie erforderlich, um ein optisches Faserarray unter Verwendung von die Polarisation aufrechterhaltenden optischen Fasern herzustellen.

Wenn ein optisches Faserarray unter Verwendung mehrerer op tischer Faser mit einem axialen Versatz von 0,5 µm herge stellt wird, wird der Fehler des Abstands zwischen den Ker nen benachbarter optischer Fasern mit einer gewünschten Schrittweite maximal 1 µm. Wegen dieses Positionsversatzes an der Verbindung zwischen einem optischen Faserarray und mehreren im Array ausgebildeten optischen Wellenleitern ist es schwierig, Kopplungsverluste zu verringern.

Da die Modenfeldgröße des sich innerhalb eines optischen Wellenleiters und einer optischen Faser ausbreitenden Lichts klein wird, wenn die Wellenlänge des sich innerhalb der op tischen Faser ausbreitenden Lichts klein ist, steigen die Kopplungsverluste bei jeweils gleicher Versatzgröße an. Da her ist es bei einem System unter Verwendung von Licht klei ner Wellenlänge, wie bei einem Photosensor, wichtig, axiale Versatzfehler des Kerns zur Kernschrittweite benachbarter optischer Fasern in einem optischen Faserarray zu verrin gern. Ferner ist es im Fall der Verwendung einer billigen die Polarisation aufrechterhaltenden optischen Faser mit elliptischem Kern erforderlich, da die Modenfeldgröße in der Richtung der Nebenachse des elliptischen Kerns im Vergleich zu der in der Hauptachse klein ist, die Versätze der Axial position in der Richtung der Nebenachse aller das optische Faserarray bildenden optischen Fasern zur Übereinstimmung zu bringen.

Jedoch ist es beim herkömmlichen Verfahren zum Ausrichten der Drehrichtung einer die Polarisation aufrechterhaltenden optischen Faser unmöglich, eine Ausrichtung unter Berück sichtigung eines Versatzes der Axialposition auszuführen, da es erforderlich ist, verschiedene Arten von Arbeitsvorgängen auszuführen, wie oben beschrieben, und es ist viel Zeit zur Ausführung erforderlich.

Andererseits ist in der Veröffentlichung 1-147506 (1989) zu einer japanischen Patentanmeldung ein Verfahren beschrieben, bei dem eine optische Faser mit konstanter Polarisation mit tels eines Direktsichtverfahrens für den Kern unter Verwen dung einer Fernsehkamera beobachtet wird und eine Grobaus richtung des Kerns in der Θ-Richtung durch Verdrehen einer optischen Faser in der Θ-Richtung so vorgenommen wird, daß die Bilder der optischen Faser auf der rechten und linken Seite übereinstimmen. Das Helligkeitsprofil des Bilds der optischen Faser, wie es durch dieses Verfahren erhalten wird, ist dergestalt, wie es in Fig. 27 dargestellt ist. Das Helligkeitsprofil ändert sich abhängig von der Richtung eines Spannungen ausübenden Bereichs. Eine ungefähre Aus richtung des Winkels der optischen Faser wird dadurch ausge führt, daß Änderungen der Helligkeit des oberen Spitzenwerts oder des unteren Spitzenwerts im mittleren Bereich oder in Bereichen a an den beiden Außenseiten des mittleren Bereichs b bis e genutzt werden.

Bei diesem Verfahren unter Verwendung eines Helligkeitspro fils erscheint der hellste Bereich, der heller als die Hel ligkeit an der Außenumfangsfläche ist, immer im mittleren Bereich der optischen Faser zwischen a und e.

Gemäß einem von den Erfindern ausgeführten Versuch kann durch das vorstehend genannte Verfahren die Erkennung der Punkte a bis e nicht genau ausgeführt werden, und zwar wegen der Differenz zwischen dem oberen Spitzenwert und dem unte ren Spitzenwert der Helligkeit im mittleren Bereich a oder in den Bereichen an den beiden Außenseiten des mittleren Be reichs b bis e. Daher scheint das vorstehend genannte Ver fahren nur dazu geeignet zu sein, eine Grobausrichtung des Kerns einer optischen Faser auszuführen.

Es ist eine erste Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren, eine Optikfaser-Halteanordnung und eine Verbindung zu schaffen, bei denen die Drehrichtung an der Verbindungsstelle zwischen einer optischen Faser mit axial asymmetrischer Brechungs indexverteilung und einem optischen Wellenleiter einfach und in kurzer Zeit ausgerichtet werden kann.

Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine optische Faseranordnung zu schaffen, bei denen die Aus richtung der Drehrichtung einer optischen Faser in einem op tischen Faserarray unter Berücksichtigung eines Axialversat zes vorgenommen werden können.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ausrichtver fahren zu schaffen, bei dem Punkte eines oberen Spitzenwerts und eines unteren Spitzenwerts in einem Helligkeitsprofil mit hoher Genauigkeit erkannt werden können und der Winkel einer optischen Faser mit hoher Genauigkeit ausgerichtet werden kann.

Diese Aufgaben werden hinsichtlich des Verfahrens durch die Lehren der nebengeordneten Ansprüche 1, 17 sowie 19 bis 21, hinsichtlich einer Halteanordnung durch die Lehre von An spruch 15, hinsichtlich eines optischen Faserarrays durch die Lehre von Anspruch 26 und hinsichtlich einer Verbindung durch die Lehre von Anspruch 16 gelöst.

Gemäß der Erfindung wird eine optische Faser aus einer Rich tung quer zur Ausbreitungsrichtung des geführten Lichts un ter Verwendung einer Bilderzeugungseinrichtung aufgenommen, wodurch ein vergrößertes Bild der optischen Faser erhalten werden kann. Wenn unter Verwendung eines Bildprozessors eine Bildverarbeitung des erhaltenen vergrößerten Bilds ausge führt wird, kann die Verteilung von Bildeigenschaften wie die Verteilung der Lichtintensität abhängig von der radialen Position des Bilds der optischen Faser erhalten werden. Die Verteilung der Bildeigenschaften zeigt verschiedene charak teristische Kurven abhängig von der Ausrichtung der Dreh richtung der optischen Faser, wobei hohe Wiederholbarkeit besteht. Daher wird der Drehwinkel um die Mittelachse der optischen Faser als Drehachse aus der Verteilung von Bild eigenschaften gemessen. Auf Grundlage des Ergebnisses kann die Ausrichtung der Drehrichtung der optischen Faser mittels eines Optikfaser-Drehteils erfolgen.

Wenn mehrere optische Fasern aus einer Richtung quer zur Ausbreitungsrichtung des geführten Lichts unter Verwendung einer Bilderzeugungseinrichtung aufgenommen werden, werden mehrere vergrößerte Bilder der optischen Fasern erhalten. Durch Ausführen einer Bildverarbeitung für jedes der mehre ren erhaltenen vergrößerten Bilder unter Verwendung eines Bildprozessors kann eine Verteilung von Bildeigenschaften, wie eine Verteilung der Lichtintensität abhängig von der radialen Position des Bilds der optischen Faser erhalten werden. Die Verteilung der Bildeigenschaften zeigt verschie dene charakteristische Kurven abhängig von der Ausrichtung der Drehrichtung der optischen Faser, wofür hohe Wiederhol barkeit besteht. Daher wird der Drehwinkel um die Mittel achse der optischen Faser als Drehachse aus der Verteilung von Bildeigenschaften gemessen. Auf Grundlage des Ergebnis ses kann der Axialversatz des Kerns zur Mitte der optischen Faser erkannt werden, und die Schrittweite zwischen Kernen kann durch Verdrehen einer der optischen Fasern mit der Schrittweite der Kerne optischer Wellenleiter zur Überein stimmung gebracht werden.

Um eine Doppelbrechungs-Hauptachse mit hoher Genauigkeit und hoher Wiederholbarkeit auszurichten, ist es sehr wirkungs voll, den Abstand zwischen einer Bildaufnahmekamera und einer optischen Faser abhängig vom oberen Spitzenwert der Lichtintensität des Bilds des Außenumfangs der optischen Fa ser einzustellen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Ansicht, die schematisch den Hauptteil eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zeigt, bei der ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Ausrichten der Drehrichtung einer optischen Faser mit axial asymmetrischer Brechungs indexverteilung angewandt wird.

Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das den Arbeitsablauf bei einem Verfahren zum Ausrichten der Drehrichtung einer optischen Faser gemäß Fig. 1 veranschaulicht.

Fig. 3 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen einer Bildaufnahmekamera, einer optischen Faser und einer Licht quelle in Fig. 1 zeigt.

Fig. 4 ist ein Kurvendiagramm, das die Charakteristik der Lichtintensität bei demjenigen Abstand L_M und nahe bei die sem zwischen einer Bildaufnahmekamera und einer optischen Faser zeigt, bei dem die oberen Spitzenwerte l und r der Lichtintensität des Bilds am Außenumfangsbereich der opti schen Faser maximal sind.

Fig. 5A ist eine schematische Schnittansicht, die eine opti sche Faser mit elliptischem Kern zeigt, wobei der Winkel zwischen der optischen Achse einer Bildaufnahmekamera und der Doppelbrechungs-Hauptachse in der Richtung der Haupt achse des elliptischen Kerns 0° beträgt, und Fig. 5B ist ein Kurvendiagramm, das die Lichtintensitätsverteilung in diesem Zustand zeigt.

Fig. 6A und 6B entsprechen den Fig. 5A bzw. 5B, jedoch für einen Winkel von 5° statt 0°.

Fig. 7A und 7B entsprechen den Fig. 5A bzw. 5B, jedoch für einen Winkel von 45° statt 0°.

Fig. 8A und 8B entsprechen den Fig. 5A bzw. 5B, jedoch für einen Winkel von 90° statt 0°.

Fig. 9 ist ein Kurvendiagramm, das die Charakteristik der Lichtintensität für den Abstand L zwischen einer Bildaufnah mekamera und einer optischen Faser zeigt, der um 5 µm größer als L_M ist, wobei beim letzteren Wert die oberen Spitzenwer te l und r der Lichtintensität des Bilds am Außenumfangs bereich der optischen Faser maximal sind.

Fig. 10 ist ein Kurvendiagramm entsprechend dem von Fig. 9, jedoch für einen Abstand L, der um 10 µm größer als L_M ist.

Fig. 11A ist eine schematische Schnittansicht einer die Po larisation aufrechterhaltenden optischen Faser mit ellipti scher Umkleidung, wobei der Winkel zwischen der optischen Achse einer Bildaufnahmekamera und der Doppelbrechungs- Hauptachse in der Richtung der Hauptachse der elliptischen Umkleidung 0° ist, und Fig. 11B ist ein Kurvendiagramm, das die Lichtintensitätsverteilung in diesem Zustand zeigt.

Fig. 12A und Fig. 12B entsprechen Fig. 11A bzw. 11B, jedoch für einen Winkel von 5° statt 0°.

Fig. 13A und Fig. 13B entsprechen Fig. 11A bzw. 11B, jedoch für einen Winkel von 45° statt 0°.

Fig. 14A und Fig. 14B entsprechen Fig. 11A bzw. 11B, jedoch für einen Winkel von 90° statt 0°.

Fig. 15 ist eine Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel einer Modifizierung des Halteteils in Fig. 1 zeigt.

Fig. 16 ist eine Ansicht, die Verbindungen zwischen opti schen Fasern und optischen Wellenleitern zeigt, wobei die optischen Fasern jeweils in einer V-förmigen Nut festgehal ten werden, die in einer Grundplatte auf solche Weise ausge bildet ist, daß die Endflächen der optischen Wellenleiter frei liegen.

Fig. 17 ist eine Ansicht, die Übergänge zwischen optischen Fasern und optischen Wellenleitern zeigt, bei denen die op tische Faser in eine Vertiefung mit kreisförmigem Quer schnitt eingesetzt ist, die in einer Grundplatte ausgebildet ist, die so hergestellt ist, daß die Endflächen der opti schen Wellenleiter frei liegen.

Fig. 18 ist eine schematische Seitenansicht, die ein System zum Ausrichten der Doppelbrechungs-Hauptachse einer die Po larisation aufrechterhaltenden optischen Faser gemäß einem herkömmlichen Verfahren veranschaulicht.

Fig. 19 ist eine Schnittansicht, die die Doppelbrechungs- Hauptachse einer optischen Faser mit elliptischem Kern ver anschaulicht.

Fig. 20 ist eine Schnittansicht, die die Doppelbrechungs- Hauptachse einer optischen Faser mit elliptischer Umkleidung veranschaulicht.

Fig. 21 ist ein Flußdiagramm, das den Arbeitsablauf bei einem anderen Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ausrichten der Drehrichtung einer optischen Faser veranschaulicht.

Fig. 22A ist eine schematische Schnittansicht, die eine die Polarisation aufrechterhaltende optische Faser mit ellipti schem Kern zeigt, wobei der Winkel zwischen der optischen Achse einer Bildaufnahmekamera und der Doppelbrechungs- Hauptachse in Richtung der Hauptachse des elliptischen Kerns 0° beträgt, und Fig. 22B ist ein Kurvendiagramm, das die Lichtintensitätsverteilung in diesem Zustand zeigt.

Fig. 23A und Fig. 23B sind Darstellungen entsprechend denen von Fig. 22A bzw. Fig. 22B, jedoch für einen Winkel von 900 statt 0°.

Fig. 24 ist eine Schnittansicht eines optischen Faserarrays entlang der Ebene mit der Linie A-A in Fig. 1.

Fig. 25A ist eine schematische Schnittansicht, die eine die Polarisation aufrechterhaltende optische Faser mit ellipti scher Umkleidung zeigt, wobei der Winkel zwischen der opti schen Achse einer Bildaufnahmekamera und der Doppelbre chungs-Hauptachse in Richtung der Hauptachse der ellipti schen Umkleidung 0° beträgt, und Fig. 25B ist ein Kurvendia gramm, das die Lichtintensitätsverteilung in diesem Zustand zeigt.

Fig. 26A und Fig. 26B sind Darstellungen entsprechend denen von Fig. 25A bzw. Fig. 25B, jedoch für einen Winkel von 90° statt 0°.

Fig. 27 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für das Hellig keitsprofil des Bilds einer optischen Faser bei einer her kömmlichen Vorrichtung zeigt.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeich nungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Fig. 1 ist eine Ansicht, die schematisch den Hauptteil eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zeigt, bei der ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Ausrichten der Drehrichtung einer optischen Faser mit axial asymmetrischer Brechungs indexverteilung angewandt ist. Hierbei erfolgt die Beschrei bung für einen Fall, daß ein optisches Faserarray unter Ver wendung von die Polarisation aufrechterhaltenden optischen Fasern 1 mit elliptischem Kern als optischen Fasern herge stellt ist.

Wie in Fig. 1 dargestellt, werden zunächst zwei optische Fasern 1a, 1b, deren Überzug in oberen Endbereichen 2a, 2b entfernt wurde, parallel in zwei V-förmigen Nuten 4a, 4b, die in einem Optikfaser-Halteteil 3 ausgebildet sind und zum Einbetten der optischen Fasern dienen, angebracht, sie werden mit einem durch Ultraviolettstrahlung aushärtbaren Kleber (nicht dargestellt) versehen und dann mit einem Verschlußteil 5 auf der Oberseite abgedeckt. Da die hinteren Endbereiche 2c, 2d der die Polarisation aufrechterhaltenden optischen Fasern an Optikfaser-Drehmechanismen 9a, 9b als Optikfaser-Drehteile angebracht sind, können die oberen Endbereiche 2a, 2b nahezu um die Mittelachsen der Kerne der optischen Fasern 1a, 1b als Drehachsen gedreht werden. Die Drehmechanismen 9a, 9b werden durch eine Steuerung 10 be trieben, um den Winkel der Doppelbrechungs-Hauptachse der optischen Faser auf einen gewünschten Winkel einzustellen.

Die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels wird unter Bezug nahme auf die Fig. 2 bis 14 nachfolgend beschrieben.

Zunächst werden die zwei optischen Fasern 1a, 1b, von deren vorderen Endbereichen 2a, 2b die Überzüge entfernt wurden, in den zwei V-förmigen Nuten 4a, 4b zum Einbetten optischer Fasern angebracht. Wie in Fig. 3 dargestellt, wird von den zwei die Polarisation aufrechterhaltenden optischen Fasern 1a, 1b die optische Faser 1a, bei der der Winkel der Doppel brechungs-Hauptachse ausgerichtet wird, in der optischen Achse einer Bildaufnahmekamera 6 zwischen dieser und einer Lichtquelle 8 angeordnet.

Danach wird die optische Faser unter Verwendung der Bildauf nahmekamera 6 als Bilderzeugungseinrichtung quer zur Aus breitungsrichtung des wellenleitergeführten Lichts so aufge nommen, daß ein vergrößertes Bild der optischen Faser erhal ten wird (Schritt 202 in Fig. 2). Das heißt, daß Licht in Querrichtung von der Unterseite der optischen Faser 1a so eingestrahlt wird, daß es den Kern schneidet, und das Licht tritt durch die optische Faser 1a hindurch, um ein vergrö ßertes Bild des oberen Endbereichs der optischen Faser 1a zu erhalten, wie in Fig. 5 und den folgenden Figuren darge stellt, was mittels der CCD-Bildaufnahmekamera 6 erfolgt.

Dann wird die Verteilung einer Bildeigenschaft entsprechend der radialen Position der optischen Faser aus dem vergrößer ten Bild erhalten (Schritt 204). Das heißt, daß die Vertei lung der Lichtintensität abhängig von der radialen Position des Bilds der optischen Faser (nicht dargestellt) aus den erhaltenen Signalen unter Verwendung eines Bildprozessors 7 berechnet werden kann.

Anschließend wird die Bilderzeugungseinrichtung abhängig von der Verteilung der Bildcharakteristik so eingestellt, daß die Bildcharakteristik am Außenumfang der optischen Faser maximiert ist (Schritt 206). Das heißt, daß, wie in Fig. 3 dargestellt, der Abstand L zwischen der Kamera und der opti schen Faser so verändert und eingestellt wird, daß die Spit zenwerte l, r der Lichtintensität des Bilds des Außenumfangs (Seitenendbereiche) S_L, S_R der optischen Faser für das ge samte vergrößerte Bild maximal sind.

Dann wird aus dem erhaltenen vergrößerten Bild die Vertei lung der Bildcharakteristik entsprechend der radialen Rich tung der optischen Faser erhalten (Schritt 208). Ferner wird die Ausrichtung der Drehrichtung der optischen Faser um die Mittelachse der optischen Faser als Drehachse aus der Ver teilung der Bildcharakteristik nach der Einstellung gemessen (Schritt 210). Die Verteilung der Lichtintensität ergibt verschiedene Charakteristiken abhängig vom Winkel der Dop pelbrechungs-Hauptachse. Der Grund ist der, daß die Bre chungsindexe von Aufbauteilen einer die Polarisation auf rechterhaltenden optischen Faser, wie die des Kerns, der Umkleidung und der Umkleidung voneinander verschieden sind und mindestens eines der Aufbauteile asymmetrische Form auf weist.

Dann wird die Drehrichtung der optischen Faser unter Verwen dung des Optikfaser-Drehteils auf Grundlage des Meßergebnis ses ausgerichtet (Schritt 212). Das heißt, daß der Winkel der Doppelbrechungs-Hauptachse durch Verdrehen der optischen Faser um einen gewünschten Winkel ausgerichtet werden kann, wenn der Winkel der Doppelbrechungs-Hauptachse mittels der Steuerung 10 beurteilt wird und der Drehmechanismus 9a durch die Steuerung 10 betrieben wird, der die optische Faser 1a hält, bei der der Winkel der Doppelbrechungs-Hauptachse aus zurichten ist.

Fig. 4 zeigt die Änderung der oberen Spitzenwerte 1 und r der Lichtintensität des Bilds der Außenumfangsbereiche (Sei tenendbereiche) der optischen Faser, wenn der Abstand L zwi schen der Bildaufnahmekamera und der optischen Faser verän dert wird. Die bei dieser Messung verwendete optische Faser ist eine solche mit elliptischem Kern, bei der der Überzug entfernt ist, mit einem Außendurchmesser von 80 µm. Die Ab szisse gibt den Verstellweg der Kamera an, wobei der Ur sprung "O" die Position L_M ist, bei der die oberen Spitzen werte 1 und r der Lichtintensität des Bilds im Außenumfangs bereich der optischen Faser maximal sind. Die Einheit ist µm. Die Ordinate gibt den Wert der Lichtintensität des obe ren Spitzenwerts l und r an, wie durch einen A/D-Umsetzer umgesetzt, und der Nullwert ist die Lichtintensität, wie sie in dunklem Zustand von der CCD-Kamera empfangen wird.

Fig. 5A ist eine schematische Schnittansicht, die eine die Polarisation aufrechterhaltende optische Faser mit ellipti schem Kern zeigt, wobei der Winkel zwischen der optischen Achse der Bildaufnahmekamera und der Doppelbrechungs-Haupt achse in Richtung der Hauptachse des elliptischen Kerns 0° beträgt, und Fig. 5B ist ein Kurvendiagramm, das die Licht intensitätsverteilung in diesem Zustand zeigt. Die Fig. 6A bzw. 6B zeigen entsprechendes für einen Winkel von 5°, die Fig. 7A bzw. 7B für einen Winkel von 45° und die Fig. 8A bzw. 8B für einen Winkel von 90°.

Hierbei ist der Abstand zwischen der Bildaufnahmekamera 6 und der optischen Faser 11 mit einer Auflösung von 0,5 µm so eingestellt, daß die oberen Spitzenwerte 1 und r der Licht intensität des Bilds im Außenumfangsbereich S_L, S_R der opti schen Faser in der Gesamtverteilung der in Fig. 5B darge stellten Lichtintensität maximal werden, d. h., daß die Lichtintensität des Bilds in den Außenumfangsbereichen grö ßer ist als die Lichtintensität an irgendeiner Stelle im mittleren Bereich, z. B. an den Positionen a bis c. Wenn die optische Achse 14 und die Doppelbrechungs-Hauptachse 15 par allel sind (Fig. 5), wird der obere Spitzenwert a der Licht intensität im mittleren Bereich der optischen Faser maximal, wie in Fig. 5B dargestellt, und die unteren Spitzenwerte b, c erscheinen an Positionen zu den beiden Seiten, und die Differenzen der Lichtintensitäten zwischen a und b sowie zwischen a und c sind maximal. Die Verteilung der Lichtin tensität ist nahezu symmetrisch zur Position a, die der Mit te des Kerns 12 entspricht, als Symmetrieachse, und die Dif ferenz zwischen den Lichtintensitäten der unteren Spitzen werte b und c, die an nahezu symmetrischen Positionen auf treten, wird minimal.

Wenn die optische Faser 11 in Uhrzeigerrichtung so verdreht wird, daß der Winkel zwischen der optischen Achse 14 und der Doppelbrechungs-Hauptachse 15 5° erreicht (Fig. 6A), ist, wie in Fig. 6B dargestellt, der obere Spitzenwert a kleiner als der obere Spitzenwert a in Fig. 5B, und die Differenzen der Lichtintensitäten zwischen a und b, c sind klein, und die Lichtintensität c ist kleiner als die Lichtintensität b. Wenn die optische Faser 11 in Uhrzeigerrichtung so verdreht wird, daß der Winkel zwischen der optischen Achse 14 und der Doppelbrechungs-Hauptachse 16 45° wird (Fig. 7A), ist, wie in Fig. 7B dargestellt, der Absolutwert der Änderung der Lichtintensität in der Nähe des oberen Spitzenwerts a und der unteren Spitzenwerte b, c so klein im Vergleich zum Fall der Fig. 5 und 6, daß es schwierig ist, die Spitzenwerte zu unterscheiden, und die Lichtintensität c wird etwas kleiner als die Lichtintensität b. Dabei sind in den beiden Fällen der Fig. 6B, 7B die oberen Spitzenwerte l und r größer als der untere Spitzenwert a.

Wenn dagegen die optische Faser 11 in Uhrzeigerrichtung so verdreht wird, daß der Winkel zwischen der optischen Achse 14 und der Doppelbrechungs-Hauptachse 15 90° wird (Fig. 8A), ist es schwierig, wie in Fig. 8B dargestellt, zwischen dem oberen Spitzenwert und den unteren Spitzenwerten b, c zu un terscheiden, wie im Fall von 45° (Fig. 7A, 7B), und außerdem ist der Unterschied zwischen der Lichtintensität c und der Lichtintensität b verschwunden.

Wie vorstehend beschrieben, kann eine optische Faser so aus gerichtet werden, daß die Doppelbrechungs-Hauptachse auf einen gewünschten Winkel eingestellt ist, ohne daß wellen leitergeführtes Licht durch die optische Faser geführt wird, wenn die Tatsache genutzt wird, daß charakteristische Ver teilungen der Lichtintensität abhängig vom Winkel der Dop pelbrechungs-Hauptachse 15 erhalten werden können, wobei die Steuerung 10 die Differenz des Drehwinkels zwischen dem Win kel der Doppelbrechungs-Hauptachse der an dem in Fig. 1 dar gestellten Optikfaser-Halteteil 3 angebrachten, die Polari sation aufrechterhaltenden optischen Faser 1 mit ellipti schem Kern und einem gewünschten Winkel beurteilt, und der Drehmechanismus 9 durch die Steuerung 10 so angetrieben wird, daß die optische Faser 1 um diese Winkeldifferenz ver dreht wird. Da der Minimalwert des Abstands zwischen dem oberen Spitzenwert a und dein unteren Spitzenwert b oder c 1 µm ist, sollte die Auflösung, wie sie durch ein Bildauf nahmeelement in der Bildaufnahmekamera 6 begrenzt wird, 1 µm oder weniger sein.

Ein Array mit die Polarisation aufrechterhaltenden optischen Fasern, das als Verbindung zu einem optischen Wellenleiter verwendet wird, wird so hergestellt, daß die Polarisation aufrechterhaltende optische Fasern 1a, 1b als solche mit elliptischem Kern verwendet werden, die Doppelbrechungs- Hauptachse mittels des vorstehend beschriebenen Ausrichtver fahrens auf einen gewünschten Winkel gedreht wird, dann ein Kleber mit Ultraviolettstrahlung ausgehärtet wird und die Endflächen der optischen Fasern 1a, 1b, des Halteteils 3 und des Verschlußteils 5 poliert werden.

Wenn die optische Achse 14 und die Doppelbrechungs-Hauptach se 15 nahezu parallel zueinander sind, wie in den Fig. 5A, 5B sowie 6A, 6B dargestellt, ist der Unterschied zwischen den Lichtintensitäten des oberen Spitzenwerts a und des un teren Spitzenwerts b oder c groß, und demgemäß spricht eine Änderung der Intensität der Lichtverteilung empfindlich auf eine Änderung des Winkels der optischen Faser an. Daher kann die Ausrichtgenauigkeit verbessert werden, um Ausrichtfehler auf weniger als 5° zu verringern, wenn ein Prozeß wiederholt wird, bei dem vergrößerte Bilder der optischen Faser erhal ten werden und die Verteilungen der Bildcharakteristik be rechnet werden, während die optische Faser 11 verdreht wird, und erneut die optische Faser 14 und die Doppelbrechungs- Hauptachse 15 ausgerichtet werden und dann die optische Fa ser um die Winkeldifferenz zwischen dem Winkel des Halte teils und dem gewünschten Winkel gedreht wird. Ferner kann die Ausrichtgenauigkeit verbessert werden, und gleichzeitig kann die für die Ausrichtung erforderliche Zeit verkürzt werden, wenn die Winkeldifferenz der optischen Achse 14 zum Halteteil 3 vorgegeben wird, wenn die optische Achse 14 zur Doppelbrechungs-Hauptachse 15 parallel ist, so daß der Win kel der Doppelbrechungs-Hauptachse 15 den gewünschten Winkel zum Halteteil 3 einnimmt.

Da die Maximaldifferenz zwischen den Positionen, wie für den oberen Spitzenwert und für den unteren Spitzenwert der Lichtintensitäten zum Ausrichten der Doppelbrechungs-Haupt achse 15 und der optischen Achse 14 erfaßt, 6 µm ist, reicht ein Bereich mit einer Halbwertsbreite von 5 µm in bezug auf die Mitte der optischen Faser für den Erkennungsbereich selbst dann aus, wenn eine Exzentrizität des Kerns 12 be rücksichtigt wird. Damit kann die für die Bildverarbeitung erforderliche Zeit verkürzt werden.

Die Fig. 9 und 10 zeigen die Verteilungen der Lichtintensi tät für Abstände zwischen der Bildaufnahmekamera 6 und der optischen Achse 11, die größer als 5 µm bzw. 10 µm als die jenige Position sind, bei der die oberen Spitzenwerte l und r der Lichtverteilung des Bilds im Außenumfangsbereich der optischen Faser maximal sind. Wenn der Abstand zwischen der Bildaufnahmekamera 6 und der optischen Faser 11 erhöht wird, wie in Fig. 9 dargestellt, ist der Absolutwert der Änderung der Lichtintensität in der Nähe des oberen Spitzenwerts a und der unteren Spitzenwerte b, c so klein im Vergleich zum Fall von Fig. 5, daß es schwierig ist, die Spitzenwerte zu unterscheiden, und dann kehrt sich die Lichtintensität in solcher Weise um, daß der obere Spitzenwert a in Fig. 5B auf den unteren Spitzenwert a in Fig. 10 wechselt, und die unte ren Spitzenwert b, c in Fig. 5B auf die oberen Spitzenwerte b, c in Fig. 10 wechseln.

Um die Doppelbrechungs-Hauptachse mit hoher Genauigkeit und hoher Wiederholbarkeit auszurichten, ist es sehr wirkungs voll, wenn der Abstand zwischen der Bildaufnahmekamera 6 und der die Polarisation aufrechterhaltenden optischen Faser mit elliptischem Kern mit einer Auflösung von 5 µm oder weniger auf solche Weise eingestellt wird, daß die oberen Spitzen werte l und r der Lichtintensität des Bilds im Außenumfangs bereich S_L, S_R der optischen Faser für die gesamte Vertei lung der in Fig. 5B dargestellten Lichtintensität maximal werden, d. h., daß die Lichtintensität des Bilds an den Außenumfangspositionen größer wird als die Lichtintensität an irgendeiner anderen Position im mittleren Bereich.

Wenn der Abstand zwischen der Bildaufnahmekamera 6 und der die Polarisation aufrechterhaltenden optischen Faser 11 mit elliptischem Kern so eingestellt wird, daß die Lichtintensi tät im Bereich, der der Mitte des Kerns 12 entspricht, opti miert wird, kann die Doppelbrechungs-Hauptachse 15 ebenfalls parallel zur optischen Achse 14 eingestellt werden.

Nachfolgend erfolgt eine Beschreibung für den Fall, daß eine die Polarisation aufrechterhaltende optische Faser mit el liptischer Umkleidung als optische Faser mit axial asymme trischer Brechungsindexverteilung verwendet wird.

Fig. 11A ist eine schematische Schnittansicht, die eine die Polarisation aufrechterhaltende optische Faser mit ellipti scher Umkleidung zeigt, wobei der Winkel zwischen der opti schen Achse der Bildaufnahmekamera und der Doppelbrechungs- Hauptachse in der Richtung der Hauptachse der elliptischen Umkleidung 0° beträgt, und Fig. 11B ist ein Diagramm, das die Lichtintensitätsverteilung in diesem Zustand zeigt. Die Fig. 12A bzw. 12B sind Darstellungen entsprechend denen der Fig. 11A bzw. 11B jedoch für einen Winkel von 5° statt 0°, die Fig. 13A bzw. 13B gelten entsprechend für 45°, und die Fig. 14A bzw. 14B gelten entsprechend für 90°.

Hierbei erscheinen der deutliche, helle Bereich und der dunkle Bereich in der Nähe der mittleren Position der opti schen Faser, wenn die optische Achse und die Doppelbre chungs-Hauptachse 21 parallel sind (Fig. 11A) für den Ab stand, bei dem die oberen Spitzenwerte l und r der Lichtin tensität des Bilds für den Außenumfang der optischen Faser, aber sie erscheinen innerhalb des Bereichs, wenn die Bild aufnahmekamera 6 um 50 µm beabstandet von der optischen Fa ser angeordnet wird.

Daher wird der Abstand zwischen der Bildaufnahmekamera 6 und der optischen Faser 16 an einer Position 10 µm entfernt vom Abstand L_M mit einer Auflösung von 0,5 µm eingestellt, wo die oberen Spitzenwerte l und r der Lichtintensität des Bilds in der Gesamtverteilung der in Fig. 5B dargestellten Lichtverteilung größer als maximal werden, was heißt, daß die Lichtintensität des Bilds an den Außenumfangspositionen größer wird als die Lichtintensität an irgendeiner anderen Position im mittleren Bereich.

Wenn die optische Achse 14 und die Doppelbrechungs-Haupt achse 15 in der Hauptachsenrichtung der elliptischen Umklei dung parallel sind (Fig. 11A), ist, wie in Fig. 11B darge stellt, die Verteilung der Lichtintensität nahezu symme trisch in bezug auf den hellen Bereich a, der der Mitte des Kerns 12 entspricht, als Symmetrieachse, und ein Paar helle Bereiche d, e erscheinen an nahezu symmetrischen Positionen in bezug auf die Achse in der Nähe der Mitte der optischen Faser, und die Differenz zwischen den Lichtintensitäten ist minimiert. Ferner erscheint ein Paar dunkler Bereiche b, c an Positionen an der Innenumfangsseite dieser hellen Berei che d, e der optischen Faser, nahezu symmetrisch in bezug auf die Mitte des hellen Bereichs a, der der Mitte des Kerns als Symmetrieachse entspricht, jedoch erscheinen deutlich dunkle Bereiche mit niedrigerer Lichtintensität als am Außenumfang nicht in der Nähe der Außenseite der hellen Be reiche d, e. Wenn die optische Faser 11 so in Uhrzeigerrich tung verdreht wird, daß der Winkel zwischen der optischen Achse 14 und der Doppelbrechungs-Hauptachse 15 5° wird, (Fig. 12A), bleibt, wie in Fig. 12B dargestellt, die Vertei lung der Lichtintensität nicht mehr symmetrisch, und der helle Bereich, der e in Fig. 11A entspricht, wird in zwei helle Bereiche d, g aufgeteilt, und ein dunkler Bereich e erscheint zwischen diesen.

Wenn die optische Faser 11 weiter in Uhrzeigerrichtung so verdreht wird, daß der Winkel zwischen der optischen Achse 14 und der Doppelbrechungs-Hauptachse 15 45° wird (Fig. 13A), ist, wie in Fig. 13B dargestellt, die Verteilung der Lichtintensität nicht symmetrisch, da ein heller Bereich h neu erscheint. Jedoch erscheint ein Paar heller Bereiche d, e an nahezu symmetrischen Positionen in bezug auf die Mitte des hellen Bereichs a, der der Mitte der optischen Faser als Symmetrieachse entspricht, und ein Paar dunkler Bereiche b, c erscheint an Positionen an der Innenumfangsseite dieser hellen Bereiche d, e der optischen Faser auf nahezu symme trische Weise, und ein Paar deutlich dunkle Bereiche f, g mit geringerer Lichtintensität als am Außenumfang erscheint nicht in der Nähe der Außenseite der hellen Bereiche d, e.

Wenn dagegen der Winkel zwischen der optischen Achse 14 und der Doppelbrechungs-Hauptachse 15 90° beträgt (Fig. 14A), d. h., wenn die optische Achse 14 und die Doppelbrechungs- Hauptachse 22 in Richtung der Nebenachse der elliptischen Umkleidung parallel sind, ist, wie in Fig. 14B dargestellt, die Verteilung der Lichtintensität nahezu symmetrisch in bezug auf den hellen Bereich a, der der Mitte des Kerns ent spricht. Ein Paar dunkler Bereiche d, e erscheint an nahezu symmetrischen Positionen in bezug auf die Mitte des hellen Bereichs a in der Nähe der Mitte der optischen Faser als Symmetrieachse, und ein Paar dunkler Bereiche b, c erscheint an Positionen an der Innenumfangsseite dieser hellen Berei che d, e der optischen Faser auf nahezu symmetrische Weise, und das Paar deutlich dunkler Bereiche f, g mit geringerer Lichtintensität als am Außenumfang erscheint nicht in der Nähe der Außenseite der hellen Bereiche d, e.

Wie vorstehend beschrieben, kann, wenn die Tatsache genutzt wird, daß charakteristische Verteilungen der Lichtintensität abhängig vom Winkel der Doppelbrechungs-Hauptachse 15 erhal ten werden können, die am in Fig. 1 dargestellten Optikfa ser-Halteteil 3 angebrachte, die Polarisation aufrechterhal tende optische Faser mit elliptischer Umkleidung so ausge richtet werden, daß die Doppelbrechungs-Hauptachse auf einen gewünschten Winkel eingestellt ist, ohne daß wellenleiterge führtes Licht durch die optische Faser geführt wird, was dem Fall der die Polarisation aufrechterhaltenden optischen Fa ser mit elliptischem Kern entspricht. Da der Minimalwert des Abstands zwischen dem hellen Bereich, ohne die Außenumfangs bereiche der optischen Faser und dem dunklen Bereich 1,6 µm ist, sollte die durch die Bildaufnahmeelemente in der Bild aufnahmekamera 6 begrenzte Auflösung 1,6 µm oder weniger be tragen. Es ist möglich, die Ausrichtungsgenauigkeit bei einer die Polarisation aufrechterhaltenden optischen Faser mit elliptischer Umkleidung dadurch zu verbessern, daß die Doppelbrechungs-Hauptachse 21 oder die Doppelbrechungs- Hauptachse 22 parallel zur optischen Achse 14 eingestellt wird.

Dies, weil die Verteilung der Lichtintensität nahezu symme trisch in bezug auf die Mitte des Kerns als Symmetrieachse ist, wie in den Fig. 11B, 14B dargestellt, und außerdem ist es gemäß Fig. 14B möglich, die Doppelbrechungs-Hauptachse 21 oder die Doppelbrechungs-Hauptachse 22 dadurch parallel zur optischen Achse 14 einzustellen, daß der Drehwinkel der optischen Faser 16 so eingestellt wird, daß die Differenz für mindestens ein Paar Lichtintensitäten in den Paaren dunkler Bereiche f und g minimiert wird. Dabei reicht, da der Bereich in der Nähe der Mitte der optischen Faser, wo die hellen Bereiche d, e, die dunklen Bereiche b und c und die dunklen Bereiche f und g erkannt werden, innerhalb des Bereichs der Halbwertsbreite von 20 µm in bezug auf die Mit te des Kerns liegen, ein Bereich mit einer Halbwertsbreite von 25 µm in bezug auf die Mitte der optischen Faser für den erfaßbaren Bereich selbst dann aus, wenn Exzentrizitäten des Kerns 17, der Umkleidung 18 und der Umkleidung 19 berück sichtigt werden. Dadurch kann die zur Bildverarbeitung er forderliche Zeit verkürzt werden.

Obwohl für die obigen Ausführungsbeispiele als optische Faser mit axial asymmetrischer Brechungsindexverteilung eine die Polarisation aufrechterhaltende optische Faser mit el liptischem Kern und eine solche mit elliptischer Umkleidung beschrieben wurden, besteht keine Beschränkung hierauf. Eine Ausrichtung gemäß der Erfindung kann auf die Polarisation aufrechterhaltende optische Fasern angewandt werden, die auf andere Weise eine axial asymmetrische Brechungsindexvertei lung aufweisen, wie auf solche vom sogenannten PANDA-Typ, vom Frackschleifentyp, vom Seitenvertiefungstyp, vom Seiten tunneltyp, oder auf optische Fasern mit absoluter Einzel polarisation und optische Mehrkernfasern, bei denen Verar beitungsergebnisse hinsichtlich des charakteristischen Bilds abhängig vom Drehwinkel erhalten werden können.

Obwohl beim obigen Ausführungsbeispiel eine Beschreibung hinsichtlich eines optischen Faserarrays mit zwei Fasern erfolgte, besteht keine Beschränkung auf zwei Fasern, son dern die Erfindung kann auf mehrere Fasern oder auf eine einzelne Faser angewandt werden. Die Nut im Optikfaser-Hal teteil 3 kann U-förmig, bogenförmig, rechteckig oder viel eckig sein. Das optische Faserarray kann eine Struktur auf weisen, bei der optische Fasern 25a, 25b mit axial asymme trischer Brechungsindexverteilung in zwei kleine Löcher 24a, 24b eingesetzt sind, die in einem Halteteil 23 ausgebildet sind, wie in Fig. 15 dargestellt, und der Querschnitt der kleinen Löcher 24a, 24b kann kreisförmig, elliptisch oder polygonal sein.

Um bei einem optischen Faserarray mit mehr als zwei Fasern übermäßige Verbindungsverluste zum optischen Wellenleiter wegen eines Positionsversatzes auf unter 0,1 dB zu verrin gern, ist es bevorzugt, daß der Durchmesser des Innenkreises der kleinen Löcher 24a, 24b zumindest desjenigen Bereichs, in dem die Endbereiche der optischen Fasern frei liegen, größer ist als der Außendurchmesser der optischen Faser in einem Bereich, in dem der Überzug für weniger als 2 µm ent fernt ist.

Ferner kann der Drehwinkel der optischen Fasern 25a, 25b durch das erfindungsgemäße Verfahren für eine Verbindung zwischen einer optischen Faser und einem optischen Wellen leiter ausgerichtet werden, wobei, wie in Fig. 16 darge stellt, die optischen Fasern 25a, 25b mit axial asymmetri scher Brechungsindexverteilung in V-förmigen Nuten 29a, 29b festgehalten werden, die in einer Grundplatte 27 ausgebildet sind, die mit zwei optischen Wellenleitern 26a, 26b auf sol che Weise versehen ist, daß die Endflächen 28a, 28b der op tischen Wellenleiter 26a, 26b frei liegen. In diesem Fall besteht, wie im Fall des optischen Faserarrays keine Be schränkung auf zwei Fasern, und die Erfindung kann auch bei mehreren Fasern oder einer einzelnen Faser angewandt werden. Die in der Grundplatte ausgebildete Nut kann U-förmig, bo genförmig, rechteckig oder polygonal sein.

Um übermäßige Verbindungsverluste zu einem optischen Wellen leiter wegen eines Positionsversatzes auf unter 0,1 dB zu verringern, ist es bevorzugt, daß der Innendurchmesser des Innenkreises der Vertiefungen 30a, 30b zumindest im Bereich, in dem die Endbereiche der optischen Fasern frei liegen, größer ist als der Außendurchmesser der optischen Faser im Bereich, in dem der Überzug für weniger als 2 µm entfernt ist.

Wie es vorstehend beschrieben wurde, kann gemäß den Ausfüh rungsbeispielen der Erfindung die folgende hervorragende Wirkung erzielt werden.

Es ist möglich, ein Ausrichtverfahren, eine Optikfaser-Hal teanordnung und eine Verbindung mit einer optischen Faser zu schaffen, bei denen die Ausrichtung des Rotationswinkels an einer Verbindungsstelle zwischen einer optischen Faser mit axial asymmetrischer Brechungsindexverteilung und einem op tischen Wellenleiter einfach und in kurzer Zeit ausgeführt werden kann, ohne daß wellenleitergeführtes Licht durch die optische Faser geführt wird, und zwar durch Aufnehmen der optischen Faser aus einer Richtung quer zur Ausbreitungs richtung geführten Lichts, um ein vergrößertes Bild der op tischen Faser zu erhalten, eine Verteilung des charakteri stischen Bilds entsprechend radialer Positionen des Bilds der optischen Faser aus dem erhaltenen vergrößerten Bild zu erhalten, den Drehwinkel um die Mittelachse der optischen Faser als Drehachse aus der Verteilung des charakteristi schen Bilds zu messen und die optische Faser auf Grundlage des Meßergebnisses um einen gewünschten Winkel zu verdrehen.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfol gend im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 1 sowie Fig. 21 und die folgenden Figuren beschrieben.

Wie in Fig. 1 dargestellt, werden zunächst zwei optische Fa sern 1a, 1b, deren Überzug in den oberen Endbereichen 2a, 2b entfernt wurde, parallel in zwei V-förmigen Nuten 4a, 4b angeordnet, die in einem Optikfaser-Halteteil 3 ausgebildet sind und dazu dienen, die optischen Fasern einzubetten. Dann wird ein durch Ultraviolettstrahlung härtbarer Kleber (nicht dargestellt) aufgetragen, und es erfolgt Abdeckung mit einem Verschlußteil 5. Da die hinteren Endbereiche 2c, 2d der die Polarisation aufrechterhaltenden optischen Fasern an Optik faser-Drehmechanismen 9a, 9b als Optikfaser-Drehteilen ange bracht sind, sind die oberen Endbereiche 2a, 2b nahezu um die Mittelachsen der Kerne der optischen Fasern 1a, 1b als Drehachsen drehbar.

Zunächst werden die zwei optischen Fasern 1a, 1b, deren Überzug in den oberen Endbereichen 2a, 2b entfernt wurde, in den zwei V-förmigen Nuten 4a, 4b angebracht, um die opti schen Fasern einzubetten. Diejenige optische Faser (z. B. 1a), bei der der Winkel der Doppelbrechungs-Hauptachse unter den zwei die Polarisation aufrechterhaltenden optischen Fa sern 1a, 1b ausgerichtet werden soll, wird nahezu auf der optischen Achse einer Bildaufnahmekamera 6 zwischen dieser und einer Lichtquelle 8 angeordnet.

Danach wird die optische Faser unter Verwendung der Bildauf nahmekamera 6 als Bilderzeugungseinrichtung aus einer Rich tung quer zur Ausbreitungsrichtung des wellenleitergeführten Lichts aufgenommen, um ein vergrößertes Bild der optischen Faser zu erhalten (Schritt 2102 in Fig. 21). Das heißt, daß Licht quer zur optischen Faser 1a von unten her so einge strahlt wird, daß es den Kern schneidet, und das Licht tritt durch die optische Faser 1a, um ein vergrößertes Bild des oberen Endbereichs derselben zu erhalten, wie in Fig. 22 und den folgenden Figuren dargestellt, was mittels der CCD-Bild aufnahmekamera 6 erfolgt.

Dann wird die Verteilung eines charakteristischen Bildes, die der radialen Position der optischen Faser entspricht, aus dem erhaltenen vergrößerten Bild erhalten (Schritt 2104). Das heißt, daß die Verteilung der Lichtintensität, die der radialen Position des Bilds der optischen Faser (nicht dargestellt) entspricht, aus den erhaltenen Signalen unter Verwendung eines Bildprozessors 7 berechnet werden kann. Mittels der Verteilung der Lichtintensität kann eine charakteristische Kurve erhalten werden, die verschiedene charakteristische Eigenschaften zeigt, wenn der Winkel zwi schen der optischen Achse der Bildaufnahmekamera 6 und der Doppelbrechungs-Hauptachse verändert wird. Der Grund dafür ist der, daß die Brechungsindizes der jeweiligen Aufbauele mente einer die Polarisation aufrechterhaltenden optischen Faser, wie der Kern, der Mantel und die Umkleidung, vonein ander verschieden sind, und daß mindestens eines der Elemen te asymmetrische Form aufweist.

Danach wird die Bilderzeugungseinrichtung hinsichtlich der Verteilung des charakteristischen Bilds so eingestellt, daß die Bildcharakteristik am Außenumfang der optischen Faser maximal ist (Schritt 2106). Das heißt, daß der Abstand L zwischen der Kamera und der optischen Faser verändert wird und so eingestellt wird, daß die Spitzenwerte l, r der Lichtintensität des Bilds des Außenumfangs (Seitenendberei che) S_L, S_R der optischen Faser für das gesamte vergrößerte Bild maximal sind.

Dann wir die Verteilung des charakteristischen Bilds ent sprechend der radialen Richtung der optischen Faser aus dem erhaltenen vergrößerten Bild erhalten (Schritt 2108). Ferner wird die Rotationsrichtung der optischen Faser um die Mit telachse derselben als Drehachse aus der Verteilung des charakteristischen Bilds nach dem Einstellvorgang gemessen (Schritt 2110). Daher können durch Beurteilen des Winkels der Doppelbrechungs-Hauptachse durch die Steuerung 10 und durch Antreiben des die optische Faser 2a, für die der Win kel der Doppelbrechungs-Hauptachse auszurichten ist, antrei benden Rotationsmechanismus 9a mittels der Steuerung 10, der Winkel der Doppelbrechungs-Hauptachse und der Positionsver satz der Kernachse ausgerichtet werden. Auch können der Win kel der Doppelbrechungs-Hauptachse und der Positionsversatz der Kernachse hinsichtlich der optischen Faser 2b auf die selbe Weise ausgerichtet werden.

Fig. 22A ist eine schematische Schnittansicht, die eine die Polarisation aufrechterhaltende optische Faser mit ellipti schem Kern zeigt, wobei der Winkel zwischen der optischen Achse einer Bildaufnahmekamera und der Doppelbrechungs- Hauptachse in Richtung der Hauptachse des elliptischen Kerns 0° beträgt, und Fig. 22B ist ein Kurvendiagramm, das die Lichtintensitätsverteilung in diesem Zustand zeigt. Die Fig. 23A bzw. 23B sind Darstellungen entsprechend denen der Fig. 22A bzw. 22B jedoch für einen Winkel von 90° statt 0°. Hier bei ist der Abstand zwischen der Bildaufnahmekamera 6 und der optischen Faser 2a mit einer Auflösung von 0,5 µm auf solche Weise eingestellt, daß die oberen Spitzenwerte 1 und r der Intensität des Bilds im Außenumfangsbereich S_L, S_R der optischen Faser für die gesamte Verteilung der in Fig. 5B dargestellten Lichtintensität maximal werden, das heißt, daß die Lichtintensität des Bilds an den Außenumfangspositionen größer ist als die Lichtintensität an jeder anderen Position im mittleren Bereich.

Wenn die optische Achse 14a der Bildaufnahmekamera 6 und die Doppelbrechungs-Hauptachse 15a so eingestellt sind, daß sie parallel zueinander sind (Fig. 22A), ist der obere Spitzen wert a der Lichtintensität im mittleren Bereich der opti schen Faser 2a maximal, wie in Fig. 22B dargestellt, und die unteren Spitzenwerte b, c erscheinen an Positionen zu den beiden Seiten, und die Differenzen der Lichtintensitäten zwischen a und b sowie a und c sind maximal. Die Verteilung der Lichtintensität ist nahezu symmetrisch in bezug auf die Position a, die der Mitte des Kerns 12a entspricht, als Sym metrieachse, und die Differenz zwischen den Lichtintensitä ten der unteren Spitzenwert b und c, die an nahezu symmetri schen Positionen auftreten, ist minimal.

Wenn dagegen die optische Faser 2a so verdreht ist, daß der Winkel zwischen der optischen Achse 14a und der Doppelbre chungs-Hauptachse 15a 90° (Fig. 23A) ist, ist es schwierig, wie in Fig. 8B dargestellt, den oberen Spitzenwert a und die unteren Spitzenwerte b, c zu unterscheiden, und die Diffe renz zwischen der Lichtintensität c und der Lichtintensität b ist verschwunden. Wenn der Winkel zwischen der optischen Achse 14a und der Doppelbrechungs-Hauptachse 15a ein anderer Winkel als ein solcher von 0° oder 90° ist, ist die Diffe renz der Lichtintensitäten zwischen b und c groß, obwohl dies in keiner Figur dargestellt ist. Da die Verteilung der Lichtintensität in der Nähe der Mitte der optischen Faser, wie hier erhalten, die Form des elliptischen Kerns 12a, die Differenz zwischen den Brechungsindizes des Kerns 12a und der Umkleidung 13a sowie den Winkel zwischen der optischen Achse 14a und der Doppelbrechungs-Hauptachse 15a widerspie gelt, entspricht die Position, an der der obere Spitzenwert a in den Fig. 22A und 23A auftritt, der Position der Mitte des Kerns 12a.

Wie vorstehend beschrieben, kann ein Axialversatz des ellip tischen Kerns 12a in Richtung der Nebenachse unter Verwen dung der Tatsache gemessen werden, daß abhängig vom Winkel der Doppelbrechungs-Hauptachse 15 eine charakteristische Verteilung der Lichtintensität erhalten werden kann, wobei für die zwei in Fig. 1 dargestellten, die Polarisation auf rechterhaltenden optischen Fasern 2a, 2b optische Fasern mit elliptischem Kern verwendet werden, die Doppelbrechungs- Hauptachse 15a in der Hauptachsenrichtung des elliptischen Kerns 12a einer der optischen Fasern 2a eingestellt, wie in Fig. 22A dargestellt, und der Abstand s zwischen der linken Seitenkante des Außenrands und der Mitte des Kerns der opti schen Faser 2a sowie der Abstand t zwischen der rechten Sei tenkante des Außenrands und der Mitte des Kerns der opti schen Faser 2a mit der Einheit eines Pixels aus der Vertei lung der Lichtintensität gemessen wird (22B). Der Axialver satz ist in diesem Fall 0,65 µm zur rechten Seite ausgehend von der Mitte der optischen Faser 2a.

Anschließend wird der Axialversatz der anderen optischen Fa ser 2b dadurch gemessen, daß die Doppelbrechungs-Hauptachse 15b auf dieselbe Weise in der Hauptachsenrichtung des ellip tischen Kerns 12b ausgerichtet wird. Beim Beispielsfall be trägt der Axialversatz 0,59 µm. Daher kann ein die Polarisa tion aufrechterhaltendes optisches Faserarray 60, wie es in Fig. 24 dargestellt ist, dadurch hergestellt werden, daß er neut die optische Achse 14b und die Doppelbrechungs-Haupt achse 15b durch Verdrehen der optischen Achse 2b um 180° parallel gerichtet werden, so daß der axiale Versatz nach rechts liegt, ein Kleber durch Einstrahlen von Ultraviolett strahlung ausgehärtet wird und die Endflächen der optischen Fasern 2a, 2b, des Halteteils 3 und des Verschlußteils 5 poliert werden. Fig. 24 ist eine Schnittansicht des opti schen Faserarrays entlang der Ebene mit der Linie A-A in Fig. 1.

In Fig. 24 stehen die Doppelbrechungs-Hauptachsen 15a, 15b der optischen Fasern 2a, 2b rechtwinklig zur Oberfläche des Halteteils 3 (parallel zur Figurenebene), die Kerne 12a, 12b stehen rechtwinklig zur Oberfläche des Halteteils 3, und die beiden Kerne 12a, 12b sind hinsichtlich der Mitten 50a, 50b der optischen Fasern 12a, 12b nach oben rechts hin versetzt. Ferner kann die Differenz zwischen dem Abstand P1 zwischen den zwei Kernen 12a, 12b und dem Abstand P2 zwischen den zwei V-förmigen Nuten 4a, 4b unter 0,1 µm verringert werden, und die Differenz zwischen der Höhe h1 des Kerns 12a, wenn der Bodenendbereich 4aa der V-förmigen Nut 4a als unteres Niveau angenommen wird, und der Höhe h2 des Kerns 12b, wenn der untere Endbereich 4bb der V-förmigen Nut 4b als unteres Niveau angenommen wird, kann unter 0,1 µm verringert werden. Der Grund, weswegen die Richtung des Axialversatzes in Rich tung der Hauptachse nur durch Ausrichten des Axialversatzes in der Nebenrichtung der elliptischen Kerne 12a und 12b aus gerichtet werden kann, ist der, daß die optischen Fasern 2a und 2b kontinuierlich aus einem Stück einer optischen Faser ausgeschnitten sind.

Nachdem die Drehrichtung der optischen Faser 2a so ausge richtet wurde, wie es beim vorstehenden Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, kann durch Verdrehen der optischen Faser 2b um 90° in derselben Richtung ein optisches Faserarray hergestellt werden, in dem die Doppelbrechungs-Hauptachse 15a, 15b parallel zur Oberfläche des Halteteils 3 sind und die Richtungen der Axialversätze ausgerichtet sind. Ferner kann ein optisches Faserarray ähnlich dem vorstehend be schriebenen durch vorgegebene Ausrichtungen der optischen Achsen 14a, 14b parallel zur Oberfläche des Halteteils 3 (parallel zur Figurenebene) so hergestellt werden, daß die Ausrichtungen der Doppelbrechungs-Hauptachsen 15a, 15b par allel zur Oberfläche des Halteteils 3 sind, wenn die opti schen Achsen 14a und 14b parallel zu den Doppelbrechungs- Hauptachsen 15a, 15b ausgerichtet sind.

Aufähnliche Weise ist es dann, wenn der Winkel zwischen der Doppelbrechungs-Hauptachse 15 und der Hauptachsenrichtung des elliptischen Kerns 12a (12b) der optischen Faser 2a (2b) auf 90° ausgerichtet ist, wie in Fig. 23A dargestellt, mög lich, ein optisches Faserarray herzustellen, bei dem die Doppelbrechungs-Hauptachsen 15a, 15b parallel zur Oberfläche des Halteteils 3 sind und die axialen Versätze ausgerichtet sind, wenn der Abstand s zwischen der linken Seitenkante des Außenrands und der Mitte des Kerns der optischen Faser 2a (2b) und der Abstand t zwischen der rechten Seitenkante des Außenumfangs und der Mitte des Kerns der optischen Faser 2a (2b) mit der Einheit eines Pixels aus der Verteilung der Lichtintensität (23B) gemessen werden und der axiale Versatz in der Hauptrichtung des elliptischen Kerns 12a (12b) gemes sen wird.

Nachfolgend wird ein Fall beschrieben, bei dem eine die Po larisation aufrechterhaltende optische Faser 16 mit ellipti scher Umkleidung als optische Faser verwendet ist.

Fig. 25A ist eine schematische Schnittansicht, die eine die Polarisation aufrechterhaltende optische Faser mit ellipti scher Umkleidung zeigt, wobei der Winkel zwischen der opti schen Achse einer Bildaufnahmekamera und der Doppelbre chungs-Hauptachse in der Richtung der Hauptachse der ellip tischen Umkleidung 0° ist, und Fig. 25B ist ein Kurvendia gramm, das die Lichtintensitätsverteilung in diesem Zustand zeigt. Fig. 26A und Fig. 26B sind Darstellungen entsprechend denen der Fig. 25A bzw. 25B, jedoch für einen Winkel von 90° statt 0°. Der Abstand zwischen der Bildaufnahmekamera 6 und der optischen Faser 16 wird mit einer Auflösung von 0,5 µm an einer Position 10 µm entfernt von dem Abstand einge stellt, bei dem die oberen Spitzenwerte l und r der Licht intensität des Bilds größer werden als das Maximum in der gesamten Verteilung der in Fig. 5B dargestellten Lichtinten sität, d. h., daß die Lichtintensität des Bilds an Außenum fangspositionen größer ist als die Lichtintensität an ande ren Positionen im mittleren Bereich.

Wenn, wie in Fig. 25A dargestellt, die optische Achse 14 und die Doppelbrechungs-Hauptachse 15 in der Hauptachsenrichtung der elliptischen Umkleidung parallel sind, ist, wie es in Fig. 25B dargestellt ist, die Verteilung der Lichtintensität nahezu symmetrisch in bezug auf den hellen Bereich a, der der Mitte des Kerns 12 als Symmetrieachse entspricht, und ein Paar heller Bereiche d, e erscheint an nahezu symmetri schen Positionen in bezug auf die Achse in der Nähe der Mit te der optischen Faser, und die Differenz zwischen den Lichtintensitäten ist minimiert. Ferner erscheint ein Paar dunkler Bereiche b, c an Positionen an der Innenumfangsseite dieser hellen Bereiche d, e der optischen Faser auf nahezu symmetrische Weise in bezug auf die Mitte des hellen Be reichs a, der in der Mitte des Kerns als Symmetrieachse ent spricht, jedoch erscheinen keine deutlich dunklen Bereiche mit geringerer Lichtintensität als am Außenumfang in der Nähe der Außenseite der hellen Bereiche d, e.

Wenn dagegen, wie in Fig. 26A dargestellt, der Winkel zwi schen der optischen Achse 14 und der Doppelbrechungs-Haupt achse 15 90° ist, d. h., daß dann, wenn die optische Achse 14 und die Doppelbrechungs-Hauptachse 22 in Richtung der Nebenachse der elliptischen Umkleidung parallel sind, die Verteilung der Lichtintensität, wie in Fig. 26B dargestellt, nahezu symmetrisch in bezug auf den hellen Bereich a, der der Mitte des Kerns entspricht. Ein Paar heller Bereiche d, e erscheint an nahezu symmetrischen Positionen in bezug auf die Mitte des hellen Bereichs a in der Nähe der Mitte der optischen Faser als Symmetrieachse, und ein Paar dunkler Be reiche b, c erscheint an Positionen an der Innenumfangsseite dieser hellen Bereiche d, e der optischen Faser auf nahezu symmetrische Weise, und es erscheint kein Paar deutlich dunkler Bereiche f, g mit niedrigerer Lichtintensität als am Außenumfang in der Nähe der Außenseite der hellen Bereiche d, e. Wenn der Winkel zwischen der optischen Achse 14a und der Doppelbrechungs-Hauptachse 15a kein Winkel von 0° oder 90° ist, verschwindet die Symmetrie der Verteilung der Lichtintensität, jedoch ist dies durch keine Figur darge stellt.

Wie vorstehend beschrieben, ist es ähnlich wie im Fall einer die Polarisation aufrechterhaltenden optischen Faser mit elliptischem Kern möglich, ein optisches Faserarray herzu stellen, bei dem die Doppelbrechungs-Hauptachsen ausgerich tet sind und axiale Positionsversätze ausgerichtet sind, und zwar unter Verwendung der Tatsache, daß charakteristische Verteilungen der Lichtintensität abhängig von der Ausrich tung der Doppelbrechungs-Hauptachse 21 oder der Doppelbre chungs-Hauptachse 22 erhalten werden, wenn optische Fasern mit elliptischer Umkleidung als in Fig. 2 dargestellte, die Polarisation aufrechterhaltende optische Fasern 2a, 2b ver wendet werden, die Doppelbrechungs-Hauptachse 21 oder die Doppelbrechungs-Hauptachse 22 der elliptischen Umkleidung 19 einer der optischen Fasern 16 eingestellt wird, wie in Fig. 25A oder Fig. 26A dargestellt, der Abstand s zwischen der linken Seitenkante des Außenumfangs und der Mitte des Kerns der optischen Faser 16 sowie der Abstand t zwischen der rechten Seitenkante des Außenumfangs und der Mitte des Kerns der optischen Faser 16 mit der Einheit eines Pixels aus der Verteilung der Lichtintensität (25B oder 26B) gemessen wird.

Als optische Faser wurden bei den vorstehenden Ausführungs beispielen die Polarisationsrichtung aufrechterhaltende op tische Fasern mit elliptischem Kern oder elliptischer Um kleidung beschrieben. Es existieren jedoch auch die Polari sation aufrechterhaltende optische Faser mit axial asymme trischer Brechungsindexverteilung, wie solche vom sogenann ten PANDA-Typ, vom Frackschleifentyp, vom Seitenvertiefungs typ, vom Seitentunneltyp oder optische Fasern mit absoluter Einzelpolarisation sowie optische Mehrkernfasern, bei denen Verarbeitungsergebnisse für ein charakteristisches Bild ab hängig vom Drehungswinkel erhalten werden können. Dadurch ist es möglich, auch mit derartigen Fasern ein optisches Fa serarray dadurch herzustellen, daß eine vorgegebene speziel le Achse der Querschnittsfläche der optischen Faser und die optische Achse einer Bildaufnahmekamera parallel ausgerich tet werden, der axiale Positionsversatz in der Richtung rechtwinklig zur speziellen Achse in dieser Position gemes sen wird und die Drehrichtung der optischen Faser dadurch ausgerichtet wird, daß die spezielle Achse und der axiale Positionsversatz berücksichtigt werden.

Wenn ein optisches Faserarray unter Verwendung einer opti schen Faser mit nahezu axialsymmetrischer Brechungsindexver teilung wie einer optischen Einzelmodefaser hergestellt wird, ist es möglich, den Abstand vom Außenumfang zur Mitte des Kerns der optischen Faser in jeder beliebigen Richtung mit der Einheit eines Pixels zu messen, obwohl die Vertei lung der Lichtintensität nahezu dieselbe für jede Drehrich tung ist.

Da der axiale Positionsversatz jeder optischen Faser dadurch gemessen werden kann, daß es wiederholt wird, den axialen Positionsversatz zur Mitte der optischen Faser in der Kern mitte zu messen, während die optische Faser um nahezu die Mitte als Drehachse gedreht wird, ist es möglich, ein opti sches Faserarray dadurch herzustellen, daß die Drehrichtun gen der optischen Fasern ausgerichtet werden, wobei axiale Positionsversätze berücksichtigt werden.

Obwohl das vorstehende Ausführungsbeispiel für ein optisches Faserarray mit zwei Fasern beschrieben wurde, besteht keine Beschränkung auf zwei Fasern, sondern es können drei Fasern oder mehr verwendet werden.

Bei den Ausführungsbeispielen der Erfindung, wie sie vor stehend beschrieben wurden, ergeben sich die folgenden her vorragenden Wirkungen:

- Es ist möglich, ein optisches Faserarray herzustellen, bei dem die Abstände zwischen den Kernen beabstandeter optischer Fasern und die Abstände zwischen der Oberfläche eines Optik faser-Halteteils und den Kernen gleichmäßig sind.
- Verbindungsverluste aufgrund eines Positionsversatzes zwi schen einem optischen Faserarray und einem optischen Wellen leiterarray können verringert werden.
- Die Herstellausbeute eines optischen Faserarrays kann ver bessert werden, und demgemäß können die Kosten verringert werden; und
- das Erfordernis hinsichtlich axialer Versätze bei einer für ein optisches Faserarray zu verwendenden optischen Faser kann gelindert werden, weswegen die Herstellausbeute der op tischen Fasern verbessert und die Herstellkosten verringert werden können.

Claims

1. Verfahren zum Erzielen einer Ausrichtung zwischen opti schen Fasern mit axial asymmetrischer Brechungsindexvertei lung sowie zwischen einer optischen Faser und einem opti schen Element an einer Verbindungsstelle, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Aufnehmen eines Bilds der optischen Faser aus einer Rich tung quer zur Ausbreitungsrichtung geführten Lichts unter Verwendung einer Bilderzeugungseinrichtung, um ein vergrö ßertes Bild der optischen Faser zu erhalten;
- Erfassen der Verteilung eines charakteristischen Bilds entsprechend Radialpositionen des Bilds der optischen Faser aus dem erhaltenen vergrößerten Bild;
- Einstellen der Bilderzeugungseinrichtung in solcher Weise, daß eine Verteilung im charakteristischen Bild in Außenum fangsbereichen der optischen Faser maximal ist;
- Messen der Ausrichtung der Drehrichtung um die Mittelachse der optischen Faser als Drehachse aus der Verteilung im cha rakteristischen Bild nach dem Einstellvorgang; und
- Ausrichten der Drehrichtung der optischen Faser mit einem Optikfaser-Verdrehteil auf Grundlage des Meßergebnisses.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bilderzeugungseinrichtung eine Bildaufnahmekamera ver wendet wird.

3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Auflösung, wie sie durch eine in der Bilderzeugungsebene der Bilderzeugungseinrichtung an geordnete Bildeingabeeinrichtung begrenzt wird, kleiner als 1,6 µm ist.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die optische Faser und eine Licht quelle nahezu auf der optischen Achse der Bilderzeugungsein richtung angeordnet werden, um die optische Faser zwischen der Bilderzeugungseinrichtung und der Lichtquelle einzubet ten, Licht von der Querseite der optischen Faser in einer den Kern der optischen Faser kreuz enden Richtung abgestrahlt wird und ein Bild der optischen Faser mittels des durch die se gelaufenen Transmissionslichts erhalten wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Richtung einer vorgegebenen speziellen Achse in der Querschnittsfläche der optischen Faser dadurch ausgerichtet wird, daß die optische Faser oder das Optikfaser-Verdrehteil verdreht wird, nachdem die spe zielle Achse einmal parallel zur optischen Achse der Bild erzeugungseinrichtung ausgerichtet wurde, was wiederholt wird, um vergrößerte Bilder der optischen Faser aus ver schiedenen Drehrichtungen zu erhalten, wobei die Mittelachse der optischen Faser nahezu die Drehachse ist und die Vertei lungen im charakteristischen Bild entnommen werden und gleichzeitig die Ausrichtung der Drehrichtung der optischen Faser auf Grundlage vorgegebener Verteilungen charakteristi scher Bilder erfaßt wird.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Richtung der optischen Achse der Bilderzeugungseinrichtung zu einem optischen Medium, bei dem mindestens ein optischer Wellenleiter ausgebildet ist, oder einem Optikfaser-Halteteil, vorab so bestimmt wird, daß die Richtung einer vorgegebenen speziellen Achse in der Querschnittsfläche der optischen Faser in eine gewünschte Richtung in bezug auf das optische Medium oder das Optik faser-Halteteil ausgerichtet ist, wenn die Richtung der speziellen Achse, der parallel zur optischen Achse der Bilderzeugungseinrichtung ausgerichtet ist, was wiederholt erfolgt, um vergrößerte Bilder der optischen Faser aus verschiedenen Drehrichtungen mit der Mittelachse der opti schen Faser nahezu als Drehachse zu erhalten, und um Vertei lungen der charakteristischen Bilder zu entnehmen und gleichzeitig die Ausrichtung der Drehrichtung der optischen Faser auf Grundlage der vorgegebenen Verteilungen der charakteristischen Bilder zu erfassen.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die optische Faser eine solche mit elliptischem Kern ist, die Verteilung des charakteristischen Bilds eine Lichtintensitätsverteilung ist und der Abstand zwischen der Bilderzeugungseinrichtung und der optischen Fa ser mit einer Auflösung unter 5 µm eingestellt ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Faser eine solche mit el liptischem Kern ist, wobei die Verteilung im charakteristi schen Bild eine Lichtintensitätsverteilung ist, die speziel le Achse die Hauptachse des elliptischen Kern ist und die Hauptachse des Kerns dadurch parallel zur optischen Achse der Bilderzeugungseinrichtung ausgerichtet wird, daß eine solche Richtung erfaßt wird, bei der der obere Spitzenwert der Lichtintensität im mittleren Bereich der optischen Faser und dessen Umgebung nahezu maximal ist oder der untere Spit zenwert der Lichtintensität dort nahezu minimal ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Faser eine solche mit el liptischem Kern ist, wobei die Verteilung im charakteristi schen Bild eine Lichtintensitätsverteilung ist, die speziel le Achse die Hauptachse des elliptischen Kern ist und die Hauptachse des Kerns dadurch parallel zur optischen Achse der Bilderzeugungseinrichtung ausgerichtet wird, daß eine solche Richtung erfaßt wird, bei der die Differenz zwischen dem oberen Spitzenwert und dem unteren Spitzenwert der Lichtintensitäten im mittleren Bereich der optischen Faser und dessen Umgebung maximal ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Faser eine solche mit el liptischem Kern ist, wobei die Verteilung im charakteristi schen Bild eine Lichtintensitätsverteilung ist, die speziel le Achse die Hauptachse des elliptischen Kern ist und die Hauptachse des Kerns dadurch parallel zur optischen Achse der Bilderzeugungseinrichtung ausgerichtet wird, daß eine solche Richtung erfaßt wird, bei der der obere Spitzenwert der Lichtintensität im mittleren Bereich der optischen Faser und dessen Umgebung nahezu maximal ist oder der untere Spit zenwert der Lichtintensität dort nahezu minimal ist, wobei die Verteilung des charakteristischen Bilds nahezu symme trisch zur Mitte des Kerns als Symmetrieachse ist und die Differenz für mindestens ein Paar unterer Spitzenwerte oder oberer Spitzenwerte von Lichtintensitäten, wie sie an nahezu symmetrischen Positionen zur Mittelachse des Kerns als Symmetrieachse in der Umgebung des mittleren Bereichs der optischen Faser auftreten, minimal ist.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Faser eine solche mit elliptischer Umkleidung ist, die Verteilung des charakteristischen Bilds eine Licht intensitätsverteilung ist und der Abstand zwischen der Bild erzeugungseinrichtung und der optischen Faser innerhalb des Bereichs zwischen einer Position, bei der der obere Spitzen wert der Lichtintensität des Bilds am Umfang der optischen Faser ausschließlich der Umgebung des Kerns maximal ist, und an einer Position liegt, an der die Bilderzeugungseinrich tung und die optische Faser gegenüber dieser Position um nahezu 50 µm zurückgezogen sind.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Faser eine solche mit elliptischer Umkleidung ist, die Verteilung des charakteristischen Bilds eine Lichtintensitätsverteilung ist, die spezielle Achse die Hauptachse oder die Nebenachse der elliptischen Umkleidung ist und die Verteilung im charakteristischen Bild nahezu symmetrisch zur Mittelachse des Kerns als Symmetrieachse ist, die Hauptachse oder die Nebenachse der elliptischen Umkleidung parallel dadurch zur optischen Achse der Bild erzeugungseinrichtung ausgerichtet wird, daß die Drehrich tung der optischen Faser so bestimmt wird, daß die Differenz für mindestens ein Paar heller Bereiche oder dunkler Berei che der Lichtintensitäten unter den hellen Bereichen und dunklen Bereichen, die an nahezu symmetrischen Positionen der Mittelachse des Kerns als Symmetrieachse in der Nähe des zentralen Bereichs der optischen Faser auftreten, minimal sind.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die spezielle Achse die Hauptachse einer elliptischen Um kleidung ist und dann, wenn die Richtung dieser Hauptachse parallel zur optischen Achse der Bilderzeugungseinrichtung ausgerichtet wird, die Verteilung des charakteristischen Bilds ein Paar heller Bereiche an Positionen nahezu symme trisch zur Mitte des Kerns als Symmetrieachse aufweist, sie ein Paar dunkler Bereiche an den Innenseiten der hellen Bereiche der optischen Faser und an den Positionen nahezu symmetrisch zur Mitte des Kerns als Symmetrieachse aufweist, und sie keinerlei deutlich dunkle Bereiche in der Nähe der Außenseiten der hellen Bereiche mit geringerer Lichtintensi tät als an den Außenumfangsseiten aufweist.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die spezielle Achse die Nebenachse einer elliptischen Um kleidung ist und dann, wenn die Richtung dieser Nebenachse parallel zur optischen Achse der Bilderzeugungseinrichtung ausgerichtet wird, die Verteilung des charakteristischen Bilds ein Paar heller Bereiche an Positionen nahezu symme trisch zur Mitte des Kerns als nahezu Symmetrieachse auf weist, sie ein Paar dunkler Bereiche an den Innenseiten der hellen Bereiche der optischen Faser und an den Positionen nahezu symmetrisch zur Mitte des Kerns als Symmetrieachse aufweist, und ein Paar deutlich dunkler Bereiche in der Nähe der Außenseiten der hellen Bereiche und an den Positionen nahezu symmetrisch zur Mittelachse des Kerns als Symmetrie achse aufweist, mit niedrigerer Lichtintensität als an den Außenumfangsseiten.

15. Optikfaser-Haltestruktur mit mindestens einer optischen Faser (2a, 2b) mit axial asymmetrischer Brechungsindexver teilung, und mit einem Halteteil (3) zum Halten der minde stens einen optischen Faser, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Faser unter Verwendung einer Bilderzeugungseinrich tung aus einer Richtung quer zur Ausbreitungsrichtung ge führten Lichts aufgenommen wird, um ein vergrößertes Bild der optischen Faser zu erhalten, aus dem erhaltenen vergrö ßerten Bild die Verteilung eines charakteristischen Bilds erhalten wird, das radialen Positionen des Bilds der opti schen Faser entspricht, die Bilderzeugungseinrichtung so eingestellt wird, daß das charakteristische Bild in Außen umfangsbereichen der optischen Faser Maximalwerte der Ver teilung im charakteristischen Bild aufweist, die Ausrichtung der Drehrichtung um die Mittelachse der optischen Faser als Drehachse aus der Verteilung des charakteristischen Bilds nach der Einstellung gemessen wird und die Ausrichtung der Drehrichtung der optischen Faser auf Grundlage des Meßergeb nisses mittels eines Optikfaser-Verdrehteils (9a, 9b) ausge richtet wird.

16. Übergangskopplung zwischen mindestens einer optischen Faser (25a, 25b) mit axial asymmetrischer Brechungsindexver teilung und mindestens einem optischen Wellenleiter (26a, 26b), dadurch gekennzeichnet, daß die optische Faser unter Verwendung einer Bilderzeugungseinrichtung aus einer Rich tung quer zur Ausbreitungsrichtung geführten Lichts aufge nommen wird, um ein vergrößertes Bild der optischen Faser zu erhalten, aus dem erhaltenen vergrößerten Bild die Vertei lung eines charakteristischen Bilds erhalten wird, das ra dialen Positionen des Bilds der optischen Faser entspricht, die Bilderzeugungseinrichtung so eingestellt wird, daß das charakteristische Bild in Außenumfangsbereichen der opti schen Faser Maximalwerte der Verteilung im charakteristi schen Bild aufweist, die Ausrichtung der Drehrichtung um die Mittelachse der optischen Faser als Drehachse aus der Ver teilung des charakteristischen Bilds nach der Einstellung gemessen wird und die Ausrichtung der Drehrichtung der opti schen Faser auf Grundlage des Meßergebnisses mittels eines Optikfaser-Verdrehteils (9a, 9b) ausgerichtet wird.

17. Verfahren zum Ausrichten der Drehrichtungen optischer Fasern in einem optischen Faserarray mit mehreren optischen Fasern und einem Optikfaser-Halteteil, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

- Erfassen eines vergrößerten Bilds jeder optischen Faser unter Verwendung einer Bilderzeugungseinrichtung;
- Erfassen der Verteilung eines charakteristischen Bilds entsprechend radialen Positionen des Bilds der optischen Fa ser aus dem erhaltenen, vergrößerten Bild;
- Messen des Axialversatzes der Mitte des Kerns zur Mitte der optischen Faser aus der Verteilung im charakteristischen Bild und
- Ausrichten des Axialversatzes zum Optikfaser-Halteteil mittels eines Optikfaser-Verdrehmechanismus.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilderzeugungseinrichtung so eingestellt wird, daß das charakteristische Bild in den Außenumfangsbereichen der op tischen Faser ein Maximum der Verteilung aufweist.

19. Verfahren zum Ausrichten der Drehrichtungen optischer Fasern in einem optischen Faserarray mit mehreren optischen Fasern und einem Optikfaser-Halteteil, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Erfassen vergrößerter Bilder der optischen Fasern unter Verwendung einer Bilderzeugungseinrichtung;
- Erfassen jeder Verteilung eines charakteristischen Bilds entsprechend radialen Positionen des Bilds einer optischen Faser aus den erhaltenen vergrößerten Bildern;
- Einstellen der Bilderzeugungseinrichtung in solcher Weise, daß das charakteristische Bild in Außenumfangsbereichen der optischen Faser ein Maximum der Verteilung aufweist;
- Messen des axialen Versatz es der Mitte des Kerns zur Mitte der optischen Faser für jede der optischen Fasern unter Ver wendung mindestens zweier Verteilungen charakteristischer Bilder der optischen Faser mit verschiedenen Aufnahmewinkeln für jede optische Faser nach dem Einstellen; und
- Ausrichten des Axialversatzes zum Optikfaser-Halteteil mittels eines Optikfaser-Verdrehmechanismus durch Verdrehen einer der optischen Fasern gegenüber dem Halteteil.

20. Verfahren zum Ausrichten der Drehrichtungen optischer Fasern in einem optischen Faserarray mit mehreren optischen Fasern mit axial asymmetrischer Brechungsindexverteilung und einem Optikfaser-Halteteil, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Erfassen vergrößerter Bilder jeder optischer Faser in ver schiedenen Drehrichtungen in bezug auf die Mittelachse der optischen Faser nahezu als Drehachse aus einer Richtung quer zur Ausbreitungsrichtung einer in der optischen Faser ge führten Welle, wozu eine Bilderzeugungseinrichtung verwendet wird;
- Erfassen der Verteilung in einem charakteristischen Bild entsprechend radialen Positionen des Bilds der jeweiligen optischen Faser aus den erhaltenen vergrößerten Bildern;
- einmaliges Ausrichten einer vorgegebenen speziellen Achse in der Querschnittsebene der optischen Faser auf die opti sche Achse der Bilderzeugungseinrichtung durch Erfassen einer solchen Ausrichtung der Drehrichtung der optischen Faser, daß eine vorgegebene Verteilung im charakteristischen Bild erhalten wird;
- Messen des Axialversatzes der Mitte des Kerns zur Mitte der optischen Faser aus der Verteilung im charakteristischen Bild; und
- Ausrichten der speziellen Achse und des Axialversatzes zum Optikfaser-Halteteil für jede der optischen Fasern durch Verdrehen der optischen Faser oder des Halteteils zum Halten der optischen Faser.

21. Verfahren zum Ausrichten der Drehrichtungen optischer Fasern in einem optischen Faserarray mit mehreren optischen Fasern mit axial asymmetrischer Brechungsindexverteilung und einem Optikfaser-Halteteil, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Erfassen vergrößerter Bilder jeder optischer Faser in ver schiedenen Drehrichtungen in bezug auf die Mittelachse der optischen Faser nahezu als Drehachse aus einer Richtung quer zur Ausbreitungsrichtung einer in der optischen Faser ge führten Welle, wozu eine Bilderzeugungseinrichtung verwendet wird;
- Erfassen der Verteilung in einem charakteristischen Bild entsprechend radialen Positionen des Bilds der jeweiligen optischen Faser aus den erhaltenen vergrößerten Bildern;
- einmaliges Ausrichten einer vorgegebenen speziellen Achse in der Querschnittsebene der optischen Faser auf die opti sche Achse der Bilderzeugungseinrichtung durch Erfassen einer solchen Ausrichtung der Drehrichtung der optischen Faser, daß eine vorgegebene Verteilung im charakteristischen Bild erhalten wird;
- Messen des Axialversatzes der Mitte des Kerns zur Mitte der optischen Faser aus der Verteilung im charakteristischen Bild; und
- Ausrichten oder Voreinstellen der optischen Achse der Bilderzeugungseinrichtung zum Halteteil für jede der opti schen Fasern in solcher Weise, daß die Ausrichtung der spe ziellen Achse in eine gewünschte Richtung zum Optikfaser- Halteteil ausgerichtet ist, wenn die speziellen Achsen jeder der optischen Fasern parallel zur optischen Achse der Bild erzeugungseinrichtung ausgerichtet sind, was durch Verdrehen der optischen Fasern um 180° erfolgt, für die die Positionen des Axialversatzes nicht mit den gewünschten Positionen oder mit den Positionen des Axialversatzes mehr als der Hälfte der optischen Fasern übereinstimmen.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung im charakteristischen Bild eine Lichtintensitätsverteilung ist und die Position der axialen Verschiebung aus dem Abstand zwischen einem hel len Bereich oder einem dunklen Bereich entsprechend dem Außenumfang der optischen Faser und einem hellen Bereich oder einem dunklen Bereich entsprechend dem Kern oder der Mitte des Kerns gemessen wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Faser eine solche ist, die die Polarisation aufrechterhält, und die spezielle Achse eine Doppelbrechungs-Hauptachse der optischen Faser ist.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Faser eine solche mit elliptischem Kern ist.

25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Faser eine solche mit elliptischer Umkleidung ist.

26. Optisches Faserarray mit mehreren optischen Fasern (2a, 2b) und einem Optikfaser-Halteteil (3), dadurch gekennzeich net, daß für jede der optischen Fasern ein vergrößertes Bild unter Verwendung einer Bilderzeugungseinrichtung erfaßt wird, die Verteilung in einem charakteristischen Bild ent sprechend radialen Positionen des Bilds der optischen Faser für jede optische Faser aus den erhaltenen vergrößerten Bil dern erhalten wird, die Bilderzeugungseinrichtung so einge stellt wird, daß das charakteristische Bild in Außenumfangs bereichen der optischen Faser hinsichtlich der Verteilung maximiert ist, ein axialer Versatz der Mitte des Kerns zur Mitte der optischen Faser aus der Verteilung des charakteri stischen Bilds nach dem Einstellvorgang gemessen wird und die Schrittweiten der Kerne dadurch eingestellt oder gleich mäßig gemacht werden, daß der axiale Versatz zum Optikfaser- Halteteil mittels eines Optikfaser-Verdrehmechanismus (9a, 9b) ausgerichtet wird.

27. Optisches Faserarray nach Anspruch 26, dadurch gekenn zeichnet, daß alle optische Fasern dadurch hergestellt wer den, daß ein Strang einer optischen Faser kontinuierlich ab geschnitten wird und die Ausrichtung der Drehrichtung einer optischen Faser so ausgeführt wird, daß der axiale Versatz in die gewünschte Richtung zeigt.